Stato gassoso

STATO GASSOSO

Gas ideali

• moto perenne, distribuzione omogenea delle particelle
• volume proprio trascurabile
• nessuna interazione fra le particelle
• urti completamente elastici

il comportamento è semplificato

Approssimazione migliore: bassa pressione alta temperatura

stato standard = pressione 1 atm (1,01 . 10⁵ Pa) temperatura 298 K (Convenzionalmente)

condizioni normali = pressione 1 atm temperatura 273 K

Legge di Avogadro

Volumi uguali dello stesso gas o di gas diversi, nelle stesse condizioni di temperatura e pressione, contengono un egual numero di particelle

A temperatura e pressione costante, il numero di moli (n) di un gas è proporzionale al volume V occupato dal gas

[ V = k · n ]

volume moli

Sfruttando questo principio si possono determinare le masse molari (allo stato gassoso) relative ad una sostanza presa come riferimento

STATO GASSOSO

Gas ideali

• moto perenne, distribuzione omogenea delle particelle
• volume proprio trascurabile
• nessuna interazione fra le particelle
• urti completamente elastici

il comportamento è semplificato

Approssimazione migliore: bassa pressione, alta temperatura

stato standard

pressione 1 atm (1,01∙10⁵ Pa)temperatura 298 K (Convenzionalmente)

condizioni normali

pressione 1 atmtemperatura 273 K

Legge di Avogadro

Volumi uguali dello stesso gas o di gas diversi, nelle stesse condizioni di temperatura e pressione, contengono un egual numero di particelle

A temperatura e pressione costante, il numero di moli (n) di un gas è proporzionale al volume V occupato dal gas

[V = k∙n]

volume          moli

Sfruttando questo principio si possono determinare le masse molari (allo stato gassoso) relative ad una sostanza presa come riferimento

Legge di Boyle (isoterma)

A temperatura costante, il volume occupato da una massa di gas è inversamente proporzionale alla pressione

(PV)_T,n = k

Isoterme rappresentate da rami di iperbole equilatera

Analizzando i gas reali: prodotto PV relativo

= ^{PV reale}/_{PV ideale} in funzione di P

di quanto il comportamento si discosta da quello ideale

Fattore di comprimibilità (Z)

Z = ^{PV reale}/_{PV ideale} = ^{PV reale}/_nRT

Temperatura di inversione:

la temperatura al di sotto della quale compare un punto di minimo nel grafico del fattore di comprimibilità

(l'isoterma scende sotto ad "1" e poi risale)

Legge di Volta - Gay Lussac (isocora)

A volume costante, per ogni aumento di temperatura di 1°C la pressione aumenta di 1/273 rispetto al valore che aveva a 0°C

(P_t)_v = P₀(1 + αt)

P = kT

Legge di Charles (isobara)

A pressione costante, per ogni aumento di temperatura di 1°C il volume aumenta di 1/273 rispetto al valore a 0°C

(V_t)_p = V₀(1 + αt)

V = kT

Equazione di stato dei gas ideali

Lega temperatura, pressione e volume

[ PV = nRT ]

costante universale dei gas

R = [ 0,082 L atm/mol K ] = 8,314 Joule/mol K = 1,987 cal/mol K

Equazione di van der Waals (gas reali)

Le forze attrattive fra le molecole fanno diminuire la pressione che esercita il gas (rispetto ad una situazione ideale)

[ (P + ^n²a/_V²) (V - nb) = nRT ]

A differenza di un gas ideale, le molecole non sono puntiformi ma hanno un proprio volume

=> pressione interna (o di coesione)

=> b = covolume (volume proprio)

riferito ad 1 mol

Legge di Dalton

In una miscela di gas ideali, la pressione totale è pari alla somma delle pressioni parziali:

pressione parziale: che ciascun componente eserciterebbe se occupasse da solo quel volume

[ P_TOT = P₁ + P₂ + ... + P_n ]

in generale: [ P_i = X_i · P_TOT ]

dove X_i = Frazione molare del gas i= moli di i / moli totali

Legge di Amagat

Il volume occupato da una miscela gassosa è uguale alla somma dei volumi che ciascun componente occuperebbe nelle stesse condizioni di temperatura e pressione

[ V_TOT = V₁ + V₂ + ... + V_n ]

[ V_i = X_i · V ]

Densità assoluta

densità / massa volumica = [ massa del gas / volume occupato = g/V ]

Per un gas dipende da temperatura e pressione ( V= nRT/P )